リチウム電池製造 - 下流工程

後工程の生産目標は、形成とパッケージングを完了することです。中工程の時点で、リチウム電池セルの機能構造が形成されており、後工程の意義はそれを活性化することであり、検出、選別、組み立てを経て、安全で安定したリチウム電池製品が形成されます。

このプロセスの主な手順は、化学薬品量システム、レーザー洗浄、シーリングネイルなどです。溶接、洗浄、寸法測定などの工程を最適化することで、生産効率と製品品質を向上させることができます。

1. 化学静電容量方式

バッテリーの最初の充電時に、固体電解質中間相層 (SEI) と呼ばれる保護膜がアノードの表面に形成されます。

このフィルムは、セルを真空環境に置き、セル内のガスを除去することによって形成されます。

SEI 層の存在により、アノードと電解質間の悪影響の反応が防止され、バッテリーの安全な動作、容量の増加、寿命の延長を保証する重要な要素の 1 つとなります。

最初の充電が完了した後、バッテリーは数回の充電と放電のサイクルを経て老化する必要があり、通常 2 ～ 3 週間かかります。このプロセスでは、マイクロショートのあるバッテリーは排除され、要件を満たすバッテリーは容量分類されてパッケージ化され、最終的に販売される商品になります。

形成プロセス中に、一部のセルでは電解質が著しく失われる場合があります。このような場合には、二次注入を行って電解質を補充し、セルの正常な動作を確保することができます。

2. レーザー洗浄

このステップは主に、バッテリーの液体注入ポートを清掃し、シーリングネイルの溶接の品質を確保するために使用されます。

レーザー洗浄工程では、レーザービームを注入ポートの位置に焦点を合わせ、高エネルギーを集中させることで、バッテリーの残りの部分への損傷を避けながら、汚れを迅速かつ正確に除去することができます。

この洗浄方法は非接触であるため、物理的接触による電池構造への影響を回避でき、複雑な形状や小さな注入口にも対応できます。レーザー洗浄プロセスを最適化することで、液体注入口の表面浄化度が要件を満たすように確保され、シーリングネイル溶接の品質が保証されます。

これにより、封印バッテリーの性能を向上させ、電解液の漏れを防ぎ、バッテリーの安全性と性能安定性の向上にも役立ちます。

3. シールネイル溶接

化学組成物に一定量の不活性ガスを充填した後、バッテリーに負圧を加え、その後シーリングネイルを挿入してシーリング溶接を行います。

まず、化学合成と負圧処理によってバッテリー内の残留ガスを除去し、次に窒素などの不活性ガスを注入して、バッテリー内の材料に対する酸素の反応を減らします。

次に、高温溶接またはレーザー溶接技術により、シーリングネイルをバッテリーのシーリング位置に接続し、ハウジングへの確実な接続を確保し、電解液の漏れを防止します。

シーリングネイル溶接工程を最適化することで、バッテリーの密閉性能が向上し、安全な動作と長寿命が確保されます。

4. 浄化

バッテリー ハウジングの表面を清掃して、ハウジングの表面から不純物、グリース、その他の汚染物質を除去し、ハウジングが清潔で滑らかであることを確認します。

洗浄プロセスを最適化することで、洗浄効率と洗浄品質を向上させることができます。適切な洗浄により、ハウジングの表面から汚染物質が除去され、不純物がバッテリーの性能に与える影響が軽減され、後続のプロセスがスムーズに進むようにきれいな表面が提供されます。

洗浄はリチウムイオン電池の製造工程の重要な部分であり、電池ハウジングの品質と信頼性を確保し、完成した電池の安全性と性能を保護することができます。

5. 寸法測定

セルのサイズが一貫していることを確認します。セルの寸法の一貫性は、バッテリー アセンブリとバッテリー モジュールが適切に動作するために不可欠です。

寸法測定プロセスを最適化することで、測定の精度と一貫性を向上させることができます。正確な寸法測定は、セルが指定された寸法要件を満たしていることを保証し、バッテリー組み立ておよびモジュール組み立て中のセルの互換性と一貫性を保証します。

サイズ測定はリチウムイオン電池の製造プロセスの重要な部分であり、セルサイズの偏差や変化を監視し、タイムリーな是正措置を講じて電池アセンブリの信頼性と性能の安定性を確保し、電池の全体的な品質を向上させるのに役立ちます。